Tek tabakalı uzay kafes sistemlerin tasarımı

Abstract

Tek tabakalı uzay kafes sistemlerin ilk formları insanların barınma ihtiyacına yönelik 2000 yıl önce ortaya çıkmasına karşılık, asıl gelişimi 19.yy'ın ikinci yarısından sonra demirden çeliğe geçilerek ekonomik üretim koşullarının sağlanması ve masif ahşap yerine tutkallı tabakalı ahşabın ortaya çıkması ile olmuştur. Günümüzde, geliştirilmiş birleşim ve formları ile özellikle spor tesisi, konferans salonu, kültür merkezi gibi geniş açıklıklı alanlarda veya estetik çatı sistemleri olarak düzenlenmektedir. Daha az geniş açıklıklar için ekonomik ve hafif çözüm sunan çift tabakalı uzay kafes sistemler, hesap ve yapım kolaylığı nedeni ile daha sık tercih edilmektedir. Ancak geniş açıklıklarda, ekonomikliğini kaybetmesi ve çok estetik olmayan görünümü nedeniyle tek tabakalı uzay kafes sistemler önemli bir alternatif haline gelmiştir. Çelik, ahşap ve alüminyum malzeme kullanılarak, silindirik kabuk (tonoz), kubbe, hiperbolik paraboloid ve serbest formlu sistemlere uygun yeni birleşim tipleri geliştirilmiştir. Bu çalışmada, tek tabakalı uzay kafes sistemler, tarihçesi, uygulanan formlar, birleşimler ve mesnet detayları ile dünyadan örnekler verilerek incelenmiş, ayrıca bir projenin SAP2000 ile hesabı yapılarak, form ve yükseklik/açıklık açısından kesit tesirleri, yerdeğiştirmeler ve yapı ağırlıkları karşılaştırılmış, üç boyutlu modellemesi yapılmıştır. Çalışmanın Birinci bölümünde, tezin kısa i ve amacı verilmiştir. İkinci Bölümde, tek ve çift tabakalı uzay kafes sistemlerin genel, farklı ve ortak özelliklerinden bahsedilmiştir. Üçüncü Bölümde, tek tabakalı uzay kafes sistemlerin tarihsel gelişimi ele alınmış, silindirik kabuk, kubbe ve hiperbolik paraboloid sistemlerin tipleri, özellikleri ve tasarımda dikkat edilecek temel özellikler vurgulanmıştır. Dördüncü Bölümde, demirden çeliğe gelişim, çeliğin tek tabakalı uzay kafes sistemlerde uygulanması tarihsel açıdan incelenmiş, üç boyutlu modelleme ile günümüzün çelik birleşim sistemleri ve mesnet çözümleri ile seçilen iki birleşim sistemi üzerindeki araştırmaların sonuçları aktarılmıştır. Tonoz ve kubbe tipi yapıların form ve stabilite özellikleri de bu bölümde incelenmiştir. Ayrıca seçilen iki ayrı form ve yükseklik/açıklık oranı için proje üretilmiş, SAP2000 programı ile, kesit tesirleri, yerdeğiştirmeler ve ağırlıklar hesaplanmış, ayrıca üç boyutlu modellemesi yapılmıştır. Beşinci Bölümde, ahşap malzemenin gelişimi, uygulanan birleşimler ve tek tabakalı uzay kafes sistemlerde kullanımı incelenmiştir. Ayrıca ahşap ile oluşturulmuş en bilinen yapı örnekleri hakkında bilgi verilmiştir. Altıncı Bölümde, alüminyum malzemenin gelişimi, çelik ile karşılaştırması ve tek tabakalı uzay kafes sistemlerde kullanımı, örnekleri ve birleşim detayları ile birlikte aktarılmıştır. Yedinci Bölümde, geniş açıklı sistemlerde kullanılan örtü malzemeleri ve özellikleri detaylı olarak ele alınmıştır. Ekler Bölümünde, çift tabakalı uzay kafes sistemler ve birleşim sistemleri tanımlanmıştır.